I. Özet Tekstil atıksularının renginin gideriminde fotosentetik, aerobik ve anaerobik mikroorganizmaların kullanımı Sıcak su kaynaklarından izole edil

Benzer belgeler
ANAEROBİK KESİKLİ BESLEMELİ REAKTÖR SİSTEMİNDE SENTETİK ATIKSUDAN RENK GİDERİMİ

Atıksu Arıtımında Mikroorganizma Kullanımında Yeni Bir Yaklaşım: Tekstil Boyalarının Membran Biyoreaktörde Funguslarla Arıtımı

Atıksulardan izole edilen mikroorganizmaların arıtım tesislerindeki kullanım etkinliklerinin belirlenmesi

Çevreye Zarar Veren Tekstil Atıksularının Arıtım Çalışmaları

İLERİ ARITIM YÖNTEMLERİNDEN FENTON REAKTİFİ PROSESİ İLE ENDÜSTRİYEL BİR ATIK SUYUN ISLAK HAVA OKSİDASYONU

ACID RED 97 TEKSTİL BOYAR MADDESİNİN SARGASSUM ACİNARUM A BİYOSORBSİYONU

Lanaset Blue 2R nin Dekolorizasyonda Pb ve Cd un Pleurotus Türleri Üzerine Olan Etkisi

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

ARAŞTIRMA MAKALESİ /RESEARCH ARTICLE

TEKSTĐL ENDÜSTRĐSĐ ATIKSUYUNUN ARDIŞIK KESĐKLĐ BĐYOREAKTÖR (AKR) ĐLE ARITILMASINDA OPTĐMUM ŞARTLARININ BELĐRLENMESĐ

ATIKSULARDAKİ FENOL KİRLİLİĞİNİN BİYOSORPSİYON YÖNTEMİ İLE GİDERİMİNİN KESİKLİ SİSTEMDE İNCELENMESİ

Tekstil Atıksuyu Kaynaklı Bakterilerin Boya ve Boyar Madde Arıtımında Kullanımı

Sigma 2006/3 Araştırma Makalesi / Research Article DECOLORIZATION OF AZO DYES BY THE WHITE ROT FUNGUS Phanerochaete chrysosporium

C.I. Violet 90 Boyarmaddesinin Saccharomycess cerevisiae ile Kesikli Sistemde Giderimi

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE SICAKLIĞIN ETKİSİ. Engin GÜRTEKİN 1, *

DRİMARENE X3LR NİN TUTUKLANMIŞ FUNGUSLAR TARAFINDAN RENK GİDERİMİ

GİDERİMİNDE KULLANIM OLANAKLARI. The Use Possıbılıtıes Of Trametes Versicolor For Decolorızatıon Of Textıle Dyes

DOĞAL ORTAMLARDA B. AMYLOLIQUEFACIENS İLE α-amilaz ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ ÖZET

Fındık Çotanağı İle Bazik Mavi 41 Boyarmaddesinin Sulu Çözeltisinden Adsorpsiyonu

MELASTAN FERMENTASYON YOLUYLA ETANOL ÜRETİMİNE MONTMORİLLONİTİN ETKİSİ

Biological Diversity and Conservation. ISSN Online; ISSN Print 6/3 (2013) 26-34

ÖĞRETİM FAALİYETLERİ Akademik Yıl Dönem Dersin Kodu Dersin adı Haftalık saati Teorik Uygulama Öğrenci sayısı Güz I Bahar I Akademik Yıl Döne

Fenton ve Fenton-Benzeri İleri Oksidasyon Yöntemleri i le Acid Yellow 36 Boyar Maddesinin Giderimi

UZMAN TOLGA BAAHDIR ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Lisans Kimya Çukurova Üniversitesi Yüksek Lisans Çevre Mühendisliği Çukurova Üniversitesi 1997

Lineer Alkil Benzen Sülfonik Asit (LABSA) İçeren Sentetik Atıksuyun Membran Biyoreaktör (MBR) Sisteminde Arıtımı

ÖZGEÇMİŞ Yrd. Doç. Dr. ÖZLEM TUNÇ DEDE

REKOMBİNANT E.coli KÜLTÜRLERİ İLE ENZİM ÜRETİMİNİN KİNETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Dilek KAZAN, Amable HOKTAÇSU ve Agnes ÇAMURDAN

UV Assisted Photodegradation of Acid Red 37 from Synthetic Solutions at the Presence of TiO2 Nanoparticles

Dr. Ece Ümmü DEVECİ ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans Çevre Mühendisliği Mersin Üniversitesi 1998 Yüksek Lisans

Çevre Biyoteknolojisi. BİYOTEKNOLOJİ 25.yıl

ODUN TALAŞI KULLANILARAK SULU ORTAMDAN REAKTİF BLACK 5'İN UZAKLAŞTIRILMASI

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl

KATI ATIKLARIN ARITILMASINDA MİKROORGANİZMALARIN KULLANIMI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 1 sh. 1-9 Ocak 2002 KOT BOYAMA TEKSTİL ATIKSUYUNDA KALICI KOİ'NİN BELİRLENMESİ

Boyalı Suların Çitosan Koagülasyonu ile Arıtımında Box-Wilson İstatistiksel Tasarım Yönteminin Kullanılması

FENOLÜN SULU ÇÖZELTİSİNİN DAMLAMALI YATAKLI REAKTÖRDE KATALİTİK ISLAK HAVA OKSİDASYONU

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

RAPOR. O.D.T.Ü. AGÜDÖS Kod No: Kasım, 2008

Kluyveromyces Lactis Kullanarak Laktik Asit Üretiminin RSM ile Optimizasyonu

ORMAN ATIKLARININ SULU ÇÖZELTİLERDEN BOYAR MADDE GİDERİMİNDE KULLANILMASI

ATIKSULARDA FENOLLERİN ANALİZ YÖNTEMİ

BACILLUS AMYLOLIQUEFACIENS İLE α-amilaz ÜRETİMİNİN İNCELENMESİ

Elazığ İlinde Bir Maden Sahasından Kaynaklanan Sızıntı Sularının Maden Çayına Etkisi: II. Diğer Parametreler

YÜZEY MODİFİYELİ Rhizopus arrhizus VE ŞEKER PANCARI KÜSPESİNİN ANYONİK VE KATYONİK BOYARMADDE BİYOSORPSİYONUNDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 Eylül 2012, Koç Üniversitesi, İstanbul

Beş Kademeli Modifiye Bardenpho Prosesi ile Atıksulardan Azot ve Fosfor Giderimi

TEKSTİL ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ FUNGAL BİYOREAKTÖRDE ARITILABİLİRLİĞİ TREATABILITY OF WASTEWATER FROM TEXTILE INDUSTRY IN FUNGAL BIOREACTOR

Elçin GÜNEŞ, Ezgi AYDOĞAR

Sızıntı Suyunun Elektrooksidasyon Prosesi İle Arıtılması

Mikrobiyal Gelişim. Jenerasyon süresi. Bakterilerde üreme eğrisi. Örneğin; (optimum koşullar altında) 10/5/2015

Atık yağlar ekotoksik özelliğe sahiptir ve bulunduğu ortamı kirleterek ortamda yaşayan canlılara zarar verir. Dolayısıyla toprağa ve suya doğrudan

Kevser CIRIK [ Kahramanmaras Sütcü İmam University][Kahramanmaras], Phone: [ ] kevsercirik@cnrgroup.info

Murat Nehri (Elazığ) nin Bazı Fizikokimyasal Parametreler Açısından Su Kalitesinin Belirlenmesi

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

KATI ATIK DEPOLAMA SAHASI GENÇ SIZINTI SULARININ ÖN ARITIMI. Selami APAYDIN, Tuba ERTUĞRUL, Ali BERKTAY

REAKTİF KIRMIZI 195 AZO BOYAR MADDESİNİN İLERİ OKSİDASYON YÖNTEMLERİYLE PARÇALANMASI

7. BÖLÜM MİKROBİYAL GELİŞİM

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

MOBİLYA ENDÜSTRİSİ ATIĞININ ALTERNATİF ADSORBAN OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

Tekstil Atık Külü ile Tekstil Atıksuyundan Renk Giderimi. Color Removal from Textile Wastewater by Using Textile Fly Ash

ATIKSULARDA BULUNAN KURŞUN (II) İYONLARININ P.putida İLE BİYOSORPSİYONU

ÖN ARITILMIŞ SIZINTI SUYUNUN YARI SÜREKLİ İŞLETMEYLE AEROBİK BİYOLOJİK ARITIMI

Tekstil Atıksularının Batık Fungal Membran Biyoreaktör İle Arıtılabilirliği Ve Su Geri Kazanımı

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE SÜT ENDÜSTRİSİ ATIKSULARININ BİYOLOJİK ARITIMI

ET TAVUĞU VE BÜYÜKBAŞ HAYVAN GÜBRESİNDEN BİYOGAZ ÜRETİM POTANSİYELİ. Gamze Güngör a, Göksel N. Demirer a,b. a ODTÜ, Çevre Mühendisliği Bölümü, Ankara

HAKKIMIZDA. Firmamız 2006 yılının Ocak ayında arıtma sistemleri kurmak ve çevre teknolojilerini geliştirmek amacıyla kurulmuştur.

BACİLLUS SUBTİLİS İLE REAKTİF BLACK 5 BOYAR MADDESİNİN RENK GİDERİM KİNETİĞİNİN ARAŞTIRILMASI *

ARDIŞIK KESİKLİ REAKTÖRDE AKTİF ÇAMURUN ÇÖKELEBİLİRLİĞİNE ÇÖZÜNMÜŞ OKSİJEN KONSANTRASYONUNUN ETKİSİ

ADAPAZARI KENTSEL ATIKSU ARITMA TESĐSĐ ATIKSUYUNUN KARAKTERĐZASYONUNUN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

ÖZET Yüksek Lisans Tezi KALSİYUM ALJİNATTA İMMOBİLİZE EDİLEN TERMOFİL Phormidium sp. İLE BOYA GİDERİMİ Melike BAKIR Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri

Şartlarında Bakteriyel İnaktivasyon Sürecinin İndikatör

Biyolojik Besi Maddesi Gideren Atıksu Arıtma Tesisi Geri Devir Çamurunda Farklı Dezentegrasyon Uygulamalarının İncelenmesi

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ AKADEMİK ÖZGEÇMİŞ FORMU KİŞİSEL BİLGİLER

Çizelge 2.6. Farklı ph ve su sıcaklığı değerlerinde amonyak düzeyi (toplam amonyağın yüzdesi olarak) (Boyd 2008a)

Nitrobenzen in ardışık anaerobik (AHYR)/aerobik (SKTR) reaktör sisteminde arıtılabilirliği ve nitrobenzen in biyolojik ayrışması

SU KALİTE ÖZELLİKLERİ


Sabit Yataklı Kolonda Düşük Maliyetli Adsorbent ile Boyarmadde Giderimi. Removal of Dyestuff by Cost-Efficient Adsorbent İn The Fixed Bed Column

İndigo boyar maddesi içeren atıksu renginin elektro-fenton prosesi ile giderimi

Gaziantep OSB Atıksularından UV/H2O2 Fotooksidasyonu ile Renk Giderimi. Yağmur UYSAL 1 *, Derviş YILANCIOĞLU 2 1. GİRİŞ

ÖZGEÇMİŞ. Serap GEDİKLİ Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YAZIŞMA ADRESİ Eskişehir E-POSTA.

ÇEVRE KİMYASI LABORATUVARI II DERSİ İÇİN KAYNAK NOT: BU NOTTAKİ HER BİLGİDEN SORUMLUSUNUZ.

Bacillus Amyloliquefaciens Kullanılarak α-amilaz Üretimine Substrat Partikül Boyutunun Etkisi

ANAMMOX prosesi ile amonyum giderimi ve Anammox popülasyonunun karakterizasyonu

KADMİYUM İÇEREN ATIK SULARIN İLERİ ARITIMINDA SU MERCİMEĞİ (LEMNA MINOR) BİTKİSİNİN KULLANILMASI *

Boğaziçi Üniversitesi Çevre Bilimleri Enstitüsü Bebek İstanbul-Türkiye

UÇUCU KÜL ADSORPSİYONU İLE REAKTİF BOYA GİDERİMİ

KABAK LİFİ (Luffa cylindrica) İLE TUTUKLANMIŞ RHİZOPUS ORYZAE DEN LİPAZ ÜRETİMİ

Deponi Sızıntı Sularının Arıtma Teknikleri ve Örnek Tesisler

KOMPOSTLAMADA VİNASIN ETKİSİ Sevgi FERSİZ a,*, Sevil VELİ b, Levent DAĞAŞAN c, Mustafa TÜRKER d

DISPERS SARI 119 VE DISPERS KIRMIZI 167 İÇEREN ATIKSULARIN FENTON OKSİDASYON PROSESİ İLE RENK VE KOI GİDERİMLERİNİN İNCELENMESİ

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİYOTEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ

ÖZGEÇMİŞ. E-posta: 0(222) / Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 13 Sayı: 41 sh Mayıs 2012

Endüstriyel Su Arıtımına Uyarlanmış Çözümler

ADVANCED OXIDATION OF AZO DYE SYNTHESIS WASTEWATERS WITH PHOTO-FENTON-LIKE PROCESS

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ Cilt: 16 No:1 Sayı: 46 sh. 1-9 Ocak 2014

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

Transkript:

T.C. ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KESİN RAPORU Tekstil atıksularının renginin gideriminde fotosentetik, aerobik ve anaerobik mikroorganizmaların kullanımı Prof. Dr. Gönül DÖNMEZ Proje Numarası: 20030705078 Başlama Tarihi: 23.07.2004 Bitiş Tarihi: 23.07.2006 Rapor Tarihi: 20.03.2006 Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara - 2006

I. Özet Tekstil atıksularının renginin gideriminde fotosentetik, aerobik ve anaerobik mikroorganizmaların kullanımı Sıcak su kaynaklarından izole edilen termofil fotosentetik siyanobakteriler ile yapılan reaktif boya biyobirikim çalışmalarında, izolatların en yüksek reaktif boya giderimi yaptıkları koşullar kesikli sistemde termofilik şartlar altında araştırılmıştır.yeni izole edile Synechococcus sp. ve Phormidium sp. ile yapılan biyobirikim denemelerinde, izolatların en yüksek biyobirikim yaptıkları ph Remazol Blue ve Reactive Black B boyaları için 8.5, Reactive Red RB boyası için de 9.5 olarak belirlenmiştir. Phormidium sp nin 45 ºC deki 14 günlük inkübasyonu sonunda, 10-78 mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonlarında % 13 ten % 97 ye kadar değişen oranlarda olmak üzere Synechococcus sp. den daha fazla boya biyobirikimi yaptığı gözlenmiştir. Siyanobakteriler 40, 45 ve 50 ºC de yapılan denemelerde en yüksek biyobirikimi 40 ºC de yapmıştır. Aerob Candida tropicalis mayası ile yapılan çalışmalarda, sabit sükroz konsantrasyonunda yaklaşık 1000 mg l -1 konsantrasyonuna kadar artan Remazol Blue ve Remazol Black B reaktif boya konsantrasyonlarında mayanın biyobirikim kapasitesinin arttığı, gelişmesinin ise inhibe olduğu gözlenmiştir. Denenen her iki boya içinde sabit boya konsantrasyonunda biyokütle, biriktirilen boya miktarı ve alım yüzdesi sükroz konsantrasyonlarındaki (15 mg l -1 ) artışla birlikte artmıştır. 10 mg l -1 sükroz ve 1000 mg l -1 boya içeren melas besiyerinde alıştırılmış maya hücreleri, Remazol Black B boyasını 167.5 mg g -1 ve Remazol Blue boyasını 163.3 mg g -1 olacak şekilde maksimum kapasite ile biyobiriktirmiştir. Melaslı besiyerinde gelişen tekstil atıksularından izole edilen anaerobik karışık kültürlerle yapılan çalışmalarda, optimum ph test edilen tüm boyalar için 8 olarak belirlenmiştir. Karışık kültürlerin boya giderimleri 96.2 1031.3 mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonlarında çalışılmıştır. Karışık kültürler en yüksek giderimi Reactive Red RB boyası için % 94.9, Reactive Black B boyası için % 91.0 ve Remazol Blue boyası için % 63.6 olarak sırasıyla 953.2 mg l -1, 864.9 mg l -1 and 1031.3 mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonlarında yapmıştır. Reactive Red RB boyası kullanıldığında, 96.2-953.2 1

mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonlarında 35 C de 12 saatlik inkübasyon peryodu sonunda yaklaşık 82 98 % oranında renk giderimi elde edilmiştir. Abstract The use of photosynthetic, aerobic and anaerobic microorganisms for decolorization of Textile Dyestuffs. Thermophilic photosynthetic cyanobacterial strains that isolated from hot springs, their reactive dye bioaccumulation was studied under thermophilic conditions in a batch system, in order to determine the optimal conditions required for the highest dye removal. In the bioaccumulation experiments performed with newly isolated Synechococcus sp. and Phormidium sp., the optimum ph value of each microorganisms was determined as 8.5 for Remazol Blue and Reactive Black B dyes and 9.5 for Reactive Red RB dye. Phormidium sp. was shown high dye bioaccumulation than the Synechococcus sp., with maximum uptake yields raning from 13 % to 97 % at 10-78 mg l -1 at initial dye concentrations at 45 ºC after 14 days. In the experiments with 40, 45 and 50 ºC, the maximum dye bioaccumulation was obtained at 40 ºC temperatures. In the experiment performed with aerob Candida tropicalis yeast, at a constant sucrose concentration, although the increase in initial Remazol Blue and Remazol Black B reactive dye concentration up to aproximately 1000 mg l -1 increased the dye bioaccumulation capacity of yeast for both the dyes, all dye concentrations tested inhibited the growth of C. tropicalis. The cell and bioaccumulated dye concentrations and uptake yields increased with increasing sucrose concentration up to 15 g l -1 at a constant dye concentration for each of the dyes. In 10 g l-1 sucrose and about 1000 mg l -1 dye containing medium the dye adapted yeast was capable of accumulating of Remazol Black B and Remazol Blue dyes with a maximum uptake capacity of 167.5 and 163.3 mg dye per g of dry cells, respectively. In the study anaerobic mixed cultures that could grew in the Molasses media were isolated from textile dye effluent, the optimum ph value for decolorization was determined as 8 for all the dyes tested. In the experiment with ph 8 dye decolorizations 2

by mixed cultures were investigated at about 96.2 1031.3 mg l -1 initial dye concentrations. The highest dye removal rates of mixed cultures were 94.9 % for Reactive Red RB, 91.0 % for Reactive Black B and 63.6 % for Remazol Blue at 953.2 mg l -1, 864.9 mg l -1 and 1031.3 mg l -1 initial dye concentrations respectively within 24 hours incubation period. When the Reactive Red RB was used, approximately 82 98 % total colour removal was obtained at between 96.2-953.2 mg l -1 initial dye concentrations after 12 hours of incubation at 35 C. II. Amaç ve Kapsam Sentetik boya maddeleri tekstil endüstrisi başta olmak üzere pek çok endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Parçalanması zor olan kompleks kimyasal yapıdaki sentetik boyalar, çeşitli mikroorganizmalar tarafından parçalanarak ya da hücrelerine alınarak zararsız hale getirilmektedir. Ülkemizde hızla gelişen sanayii kollarından biri olan tekstil endüstrisi, kirletici parametreler yönünden çevre kirlenmesinde önemli bir yer teşkil etmektedir. Kullanılan boyaların yaklaşık % 15 inin atıksulara karıştığı bu işletmelerin arıtım tesislerinde problemlerle karşılaşılmaktadır. Ülkemizde bulunan tekstil endüstrisi atıksuları ya arıtılmadan direk olarak ya da yeterli arıtım yapılmadan ırmak, göl ya da denizlere boşaltılmaktadır. Arıtım tesisi olan az sayıdaki işletmede özellikle biyolojik arıtımda problemlerle karşılaşılmaktadır. Burada bulunan mikrobiyal biyokütle, düşük kapasite ile boya maddelerini parçalamakta ya da hücrelerinde biriktirilerek atık sulardan uzaklaştırmaktadır. Ayrıca bu tür atıksularda bulunan metaller gibi toksik maddeler de mikrobiyal gelişimi olumsuz yönde etkilemektedir. Biyolojik arıtımın yapıldığı işletmelerde mikrobiyal biyokütle yurt dışından temin edilmektedir. Ülkemiz ekosistemine yabancı olan bu mikroorganizmalar genellikle tam bir arıtım yapamamaktadır. Bu problemlerin çözülerek etkin bir biyolojik arıtım yapılabilmesi amacıyla yapılan çeşitli çalışmalarda, en yüksek boya giderimi yapan mikroorganizmalar ve boya giderim koşulları belirlenmeye çalışılmıştır. Planlanan proje çalışmasında ise, 3

ülkemizdeki arıtım tesisi olmayan tekstil fabrikası atıksularının boşaltıldıkları yerlerde bulunan, fotosentetik mikroorganizmalar ile fotosentez yapmayan aerobik ve anaerobik mikroorganizmalar izole edilmiştir. Bu mikroorganizmalar arasında yüksek kapasite ile boya giderimi yapan cinsler belirlenerek, izolatların en yüksek boya giderimi yaptıkları koşullar bulunarak atıksu arıtımında kullanım potansiyelleri saptanmıştır. II. Materyal ve Yöntem Tekstil fabrikalarının boya içeren atıksularının boşaltıldığı yerlerden alınan su örnekleri bu çalışmada anaerobik mikroorganizma kaynağı olarak kullanılmıştır. Alınan su örnekleri, tekstil sanayiinin en çok kullanılan boyalarından, Remazol Blue, Remazol Red RB ve Remazol Black B boyası içeren melaslı besiyerine ekilerek karışık kültürlerin boya biyobirikim kapasiteleri belirlenmiştir. Denemelerde kullanılan aerob C. tropicalis mayası Prof. Dr. Sedat Dönmez tarafından atıklardan izole edilmiştir. Fotosentetik mikroorganizmalar ise sıcak su kaynaklarından alınan örneklerin boya içeren BG 11 besiyerinde üretilmesiyle elde edilmiştir. Bu mikroorganizmaların en yüksek boya giderimi yaptıkları boya çeşidi, ph ve boya konsantrasyonu saptanmıştır. İlk olarak sabit boya konsantrasyonlarında üç boya için en yüksek biyobirikimin olduğu optimum ph belirlenmiştir. Daha sonra belirlenen ph da en yüksek biyobirikimin olduğu boya konsantrasyonu saptanmıştır. Mikroorganizmaların farklı boya konsantrasyonlarında ve ph larda yaptıkları boya biyobirikimi, besiyerlerindeki boya konsantrasyonlarının spektrofotometrik olarak belirlenmesiyle, biyokütle miktarları ise kuru ağırlığın ölçümüyle saptanmıştır. Analiz Yöntemleri Kuru ağırlığın belirlenmesi: Yaş ağırlığı bilinen örnekler, boş ağırlığı alınmış alüminyum folyolara alınarak etüvde (Nüve FN 400) 90 ºC de 12 saat kurutulmuş ve tartılmıştır ( Becker 1994). Boya konsantrasyonunun belirlenmesi: Remazol Blue, Reactive Red RB ve Reactive Black B boyaları Aytemizler Tekstil den saf ve toz halde alınarak stok solüsyonları, boyanın distile su içersinde %2 (w/v) oranında çözülmesiyle elde 4

edilmiştir. İnkübasyon süresi boyunca belirli konsantrasyonda boya içeren her bir erlenden günde 3 ml örnek alınmıştır. Örnekler biyokütleyi çöktürmek için 5000 rpm de 5 dakika süre ile santrifüjlenmiştir. Supernatantın içerdiği boya konsantrasyonu Remazol Blue için 600 nm, Reactive Red RB için 495 nm ve Reactive Black B için 590 nm dalga boyundaki absorbanslar okunarak ölçülmüştür. Kör tüp olarak boya içermeyen besiyeri kullanılmıştır. Absorbans ölçümleri ve santrifüj işlemleri Shimadzu UV 2001 model spektrofotometre ve Hettich EBA 12 model santrifüj kullanılarak yapılmıştır. BG 11 Besiyeri Bileşimi Agar...12,0 g/l NaNO 3...1.5 g /l MgSO 4.7H 2 O...0.075 g/l K 2 HPO 4...0.04 g /l CaCl 2.2H 2 O...0.03 g /l Na 2 CO 3...0.02 g/l Sitrik asit...6.0 mg/l Ferrik amonyum sitrat...6.0 mg /l Na 2 EDTA...1.0 mg /l Eser element A5 karışımı...1.0 ml/l Melaslı Besiyeri Bileşimi Melas...10-30 ml/l (NH 4 ) 2 SO 4...1.0 g /l KH 2 PO 4...1.0 g /l 5

IV. Analiz ve Bulgular IV. I. Fotosentetik bakterilerle biyobirikim çalışmaları Proje çalışmasında yedi farklı sıcak su kaynağından Synechococcus ve Gloecapsa cinslerine ait tek hücreli siyanobakteriler ile Phormidium, Oscillatoria ve Lyngbya cinslerine ait filamentli siyanobakteri türleri izole edilmiştir. Bu izolatların arasından boya giderimi çalışmalarında kullanılacakların seçimi amacıyla, tüm izolatların en iyi gelişme gösterdikleri ph, ışık şiddeti ve sıcaklıklar belirlenmiştir. Bu denemelerde inkübasyon süresi boyunca kültürlerin kuru ağırlıkları ölçülerek hızlı gelişip yüksek biyokütle oluşturan, filamentli ve tek hücreli izolatlar arasından birer tanesi Phormidium sp. ve Synechococcus sp. seçilerek bu izolatlarla biyobirikim çalışmaları yapılmıştır. VI. I. 1. Boya biyobirikiminde başlangıç ph ın etkisi Termofil siyanobakterilerin etkin boya giderimini yaptığı optimum ph ı belirlemek amacıyla 25 mg l -1 boya konsantrasyonu içeren besiyerleri üç faklı ph değerine ayarlanmıştır (Çizelge 1). Boyalı besiyerlerinde yapılan bir ön deneme ile, kültürel özelliklerde belirlenen optimum ışık şiddetlerinden daha yüksek ışıkta kültürlerin iyi gelişme göstermesi nedeniyle, biyobirikim çalışmalarında 2400 lüks ışık şiddeti kullanılmıştır boya (belli bir miktarda ışık şiddeti absorplar). Denenen tüm ph ve boyalarda, 9 günlük inkübasyon sonucunda Synechococcus sp. % 7.5-31.3 arasında, Phormidium sp. ise % 8.1-44.5 arasında boya giderimi yapmıştır. Reactive Red RB ile yapılan denemelerde ph değerindeki artışla beraber biyobirikim oranının da arttığı, en yüksek biyobirikimin her iki siyanobakteri için de ph 9.5 ta olduğu belirlenmiştir. Remazol Blue ve Reactiv Black B kullanıldığında ise 6

inkübasyon süresinin sonundaki biyobirikim oranlarının ph değişimlerinden oldukça etkilendiği gözlenmiştir. Remazol Blue ve Reactive Black B ile yapılan denemelerde her iki siyanobakteri için optimum ph nın 8.5 olduğu ve Phormidium sp. nin Synechococcus sp. den daha yüksek biyobirikim yaptığı belirlenmiştir. Reactive Red RB kullanıldığında ise Synechococcus sp. Phormidium sp. den daha fazla boya birikimi yapmıştır. Çizelge 1 Boya biyobirikimine ph ın etkisi (S: 45 ºC ; ışık şiddeti: 2400 lüks, inkübasyon süresi: 9 gün) Synechococcus sp. Phormidium sp. Boya ph C o C byb q m C o C byb q m (mg l -1 ) (mg l -1 ) % Bb (mg g -1 ) (mg l -1 ) (mg l -1 ) % Bb (mg g -1 ) 7.5 24.1 4.1 17.0 10.25 25.5 6.0 23.5 1.97 Remazol Blue 8.5 25.5 6.8 26.7 10.62 24.5 8.2 33.5 2.70 9.5 25.2 4.0 15.8 8.69 24.0 4.7 19.6 1.55 7.5 23.9 1.8 7.5 9.52 23.3 1.9 8.1 0.56 Reactive Black B 8.5 23.9 3.0 12.5 10.50 23.8 10.6 44.5 3.15 9.5 23.8 2.3 9.7 8.07 22.7 3.9 17.2 1.16 7.5 26.2 5.5 21.0 6.04 28.0 3.0 10.7 1.25 Reactive Red RB 8.5 26.2 7.6 29.0 6.03 27.0 3.0 11.1 1.25 9.5 26.2 8.2 31.3 6.19 29.6 5.7 19.2 2.37 7

VI. I.2 Boya biyobirikiminde başlangıç boya konsantrasyonunun etkisi Siyanobakterilerin boya biyobirikim kapasitelerine boya konsantrasyonların etkisi, 10.5-78.4 mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonlarında araştırılmıştır (Çizelge 2 ve Şekil 1, 2, 3 ). Synechococcus sp. ile yapılan denemelerde % 8.7-66.9 oranında biyobirikim elde edilmiştir. Remazol Blue ve Reactive Black B içeren BG 11 besiyerlerinde yüksek boya konsantrasyonlarında Synechococcus sp. nin gelişmediği, Reactive Red RB içeren tüm BG 11 besiyerlerinde ise boya biyobirikiminin olduğu gözlenmiştir. İnkübasyon süresi (9 gün) sonunda Synechococcus sp. nin maksimum spesifik boya alım değerlerinin boya konsantrasyon artışına paralel olarak arttığı, en yüksek değerlerin yüksek boya konsantrasyonlarında elde edildiği belirlenmiştir. Phormidium sp. ile yapılan denemelerde test edilen boya konsantrasyonlarında biyobirikimin olduğu, boya konsantrasyonu arttıkça biyobirikim yüzdesinin azaldığı ve en yüksek boya biyobirikimin düşük boya konsantrasyonlarında olduğu Çizelge 2 de görülmektedir. Spesifik boya giderim değerleri Synechococcus sp. de olduğu gibi, boya konsantrasyonu artışına paralel olarak artmış, en yüksek değerler yüksek boya konsantrasyonlarında elde edilmiştir. Denemelerde kullanılan tüm boyalarlarda Synechococcus sp. den daha yüksek kapasite ile biyobirikim yapan Phormidium sp., kullanılan boyalar içinde en yüksek biyobirikimi Reactive Black B içeren besiyerlerinde gerçekleştirmiştir. İnkübasyon süresi boyunca 12.9-75.8 mg l -1 başlangıç Remazol Blue konsantrasyonlarında Phormidium sp. nin biyobirikim yüzdeleri şekil 1 de verilmiştir. Başlangıç boya konsantrasyonu 12.9 mg l -1 olan besiyerinde 8 günlük inkübasyon sonucunda % 80 oranında boya gideriminin olduğu gözlenmiştir. Yüksek boya konsantrasyonlarında ise (49.8 mg l -1 ve 75.8 mg l -1 ) 6. günde biyobirikimin başladığı, inkübasyon süresi sonunda boya giderim oranının % 35 olduğu saptanmıştır.. 8

Çizelge 2 Boya biyobirikimine başlangıç boya konsantrasyonlarının etkisi (S: 45 ºC ; Işık şiddeti: 2400 lüks, her boya için belirlenen optimum ph ) Boya Synechococcus sp. Phormidium sp. C o C byb q m C o C byb q m (mg l - 1 ) (mg l - 1 ) % Bb (mg g -1 ) (mg l - 1 ) (mg l - 1 ) % Bb (mg g -1 ) 15.4 6.06 39.6 4.50 13.9 6.92 49.9 1.81 26.2 8.23 31.3 6.19 29.6 5.83 19.7 2.43 Reactive Red RB 53.8 7.03 13.0 20.60 52.7 8.2 15.5 3.17 75.8 6.62 8.7 28.40 78.4 10.84 13.8 5.42 15.7 10.50 66.9 5.90 12.9 11.38 88.3 2.37 25.5 6.8 26.7 10.62 24.5 12.9 52.7 4.24 Remazol Blue 53.0 5.12 9.6 28.40 49.9 19.55 39.2 7.44 73.3 - - - 75.8 32.6 32.6 14.70 11.0 6.5 59.1 6.59 10.5 10.3 97.8 2.73 23.9 3.05 12.5 10.50 23.8 16.62 69.9 4.94 Reactive Black B 50.6 - - - 48.2 19.8 41.2 9.00 - - - - 73.2 23.14 31.6 14.17 9

% biyobirikim 90 80 70 60 50 40 30 20 10 12.9 mgl-1 24.5 mgl-1 49.9 mgl-1 75.8 mgl-1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 zaman (gün) Şekil 1 Farklı Remazol Blue konsantrasyonlarının inkübasyon süresi boyunca Phormidium sp. nin boya biyobirikim kapasitesine etkisi (S: 45 ºC; ışık şiddeti 2400 lüks; ph: 8.5) % biyobirikim 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 zaman (gün) 10.5 mgl-1 23.8 mgl-1 48.2 mgl-1 73.2 mgl-1 Şekil 2 Farklı Reactive Black B konsantrasyonlarının inkübasyon süresi boyunca Phormidium sp. nin boya biyobirikim kapasitesine etkisi (S: 45 ºC; ışık şiddeti 2400 lüks; ph: 8.5) 10

Reactive Black B içeren besiyerlerinde 6 günlük inkübasyonda 10.5 mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonunda % 90, 23.8 mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonunda ise 13. günde % 70 oranında boya gideriminin olduğu görülmüştür (Şekil 2). Yüksek boya konsantrasyonlarında yapılan denemelerde 14 günlük inkübasyon süresi sonucunda biyobirikim oranının % 31 41 arasında bulunduğu belirlenmiştir. Phormidium sp. nin 13.9-78.4 mg l -1 başlangıç Reactive Red RB konsantrasyonlarındaki biyobirikim kapasitesinin araştırıldığı denemelerde, 10 günlük inkübasyon süresi sonucunda boyanın düşük konsantrasyonlarda %50 oranında giderildiği bulunmuştur (Şekil 3). Başlangıç boya konsantrasyonu 29.6-78.4 mg l -1 arasında olan BG 11 besiyerlerinde 14 günlük inkübasyon süresi boyunca Phormidium sp. nin % 20 den daha az boya giderimi yaptığı gösterilmiştir. 60 50 % biyobirikim 40 30 20 13.9 mgl-1 29.6 mgl-1 52.7 mgl-1 78.4 mgl-1 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 zaman 8gün) Şekil 3 Farklı Reactive Red RB konsantrasyonlarının inkübasyon süresi boyunca Phormidium sp. nin boya biyobirikim kapasitesine etkisi (S: 45 ºC; ışık şiddeti 2400 lüks; ph: 9.5) 11

VI. I.3 Boya biyobirikiminde sıcaklığın etkisi Siyanobakteri kültürlerinin 40ºC, 45 ºC ve 50ºC deki boya biyobirikim kapasiteleri farklı boya konsantrasyonlarında araştırılmıştır (Çizelge 3 ve 4). Synechococcus sp. ve Phormidium sp. ile yapılan denemelerde 9-14 günlük inkübasyon süresi boyunca sıcaklığın, denenen tüm boyaların biyobirikimi üzerinde oldukça önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Remazol Blue ve Reactive Black B boyaları ile 45 ºC ve 50 ºC de yapılan deneylerde, Synechococcus sp. nin yüksek boya konsantrasyonlarında gelişmediği, denenen tüm boyalarda 9 gün sonunda 40 ºC de en yüksek renk gideriminin olduğu gözlenmiştir (Çizelge 3). Yüksek sıcaklıklardan olumsuz yönde etkilenen Synechococcus sp., en yüksek spesifik boya giderimini yüksek boya konsantrasyonlarında yapmıştır. Denemelerde inkübasyon süresi sonunda en yüksek spesifik boya giderimi, 78.3 mg l -1 başlangıç Reactive Red RB konsantrasyonunda 56.25 mg g -1, 72.4 mg l -1 başlangıç Remazol Blue konsantrasyonunda 80.22 mg g -1 ve 62.0 mg l -1 başlangıç Reactive Black B konsantrasyonunda 35.33 mg g -1 olarak belirlenmiştir. Phormidium sp nin 14 günlük inkübasyon süresi boyunca farklı sıcaklık ve boya konsantrasyonlarındaki spesifik boya giderimi ve biyobirikim oranı Çizelge 4 de verilmiştir. Denenen tüm boyalarda sıcaklık artışlarından olumsuz yönden etkilenen Phormidium sp., düşük boya konsantrasyonlarında test edilen tüm sıcaklıklarda en yüksek biyobirikim oranını göstermiştir. Spesifik boya gideriminin ise sıcaklığın artmasıyla azaldığı, en yüksek değerlere denen tüm boya konsantrasyonlarında 40 ºC de ulaşıldığı belirlenmiştir. Remazol Blue ve Reactive Black B ile yapılan denemelerde Phormidium sp. nin benzer biyobirikim oranlarını gösterdiği saptanmıştır. Yapılan denemeler sonucunda en yüksek spesifik boya giderimi 78.3 mg l -1 başlangıç Reactive Red RB konsantrasyonunda 14.49 mg g -1, 72.4 mg l -1 başlangıç Remazol Blue konsantrasyonunda 16.76 mg g -1 ve 62.0 mg l -1 başlangıç Reactive Black B konsantrasyonunda 16.95 mg g -1 olarak bulunmuştur. 12

Çizelge 3 Synechococcus sp nin boya biyobirikimine farklı sıcaklıkların etkisi (Işık şiddeti 2400 lüks; her boya için belirlenen optimum ph) Boya C C o % Bb q m C o % Bb q m C o % Bb q m C o % Bb q m (mg l -1 ) (mg g -1 ) (mg l -1 ) (mg g -1 ) (mg l -1 ) (mg g -1 ) (mg l -1 ) (mg g -1 ) 40 16.0 45.2 9.03 29.2 40.5 12.08 53.0 33.4 20.81 78.3 23.0 56.25 Reactive Red RB 45 15.4 39.6 4.50 26.2 31.3 6.19 53.8 13.0 20.60 75.8 8.7 28.40 50 15.8 17.5 2.60 30.8 15.4 5.40 58.0 9.9 20.60 88.4 8.3 11.97 40 11.8 69.2 6.12 21.6 56.8 13.96 39.5 40.4 24.22 72.4 39.9 80.22 Remazol Blue 45 15.7 66.9 5.90 25.5 26.7 10.62 53.0 9.6 28.40 73.3 - - 50 11.1 48.0 3.33 21.6 23.3 9.67 37.7 8.8 22.06 - - - 40 12.4 68.6 6.37 23.5 38.1 21.33 45.9 24.0 34.46 62.0 13.7 35.33 Reactive Black B 45 11.0 59.1 6.59 23.9 12.5 10.50 50.6 - - - - 50 13.3 13.6 2.32 23.0 10.5 10.08 - - - - - 13

Çizelge 4 Phormidium sp nin boya biyobirikimine farklı sıcaklığın etkisi (Işık şiddeti 2400 lüks; her boya için belirlenen optimum ph ) C o (mg l -1 ) Boya C C o 10.5-16 C o 21-29.3 C o 39.5-58.3 C o 61.7-88.8 q m q m q m q m % Bb (mg g -1 ) gün % Bb (mg g -1 ) gün % Bb (mg g -1 ) gün % Bb (mg g -1 ) gün 40 57.2 1.87 14 45.5 3.36 14 45.1 6.85 14 38.5 14.49 14 Reactive Red RB 45 49.9 1.81 11 19.7 2.43 11 15.5 3.17 13 13.8 5.42 14 50 41.8 1.46 9 20.6 1.99 9 15.4 3.25 9 11.1 3.82 9 40 80.4 2.53 14 65.8 4.08 14 50.2 7.19 14 40.7 16.76 14 Remazol Blue 45 88.3 2.37 11 52.7 4.24 13 39.2 7.44 14 32.6 14.70 14 50 37.3 1.16 9 15.9 1.93 9 8.2 5.86 9 5.3 10.89 9 40 92.6 2.64 14 79.7 4.91 14 46.2 12.77 14 40.7 16.95 14 Reactive Black B 45 97.8 2.73 9 69.9 4.94 13 41.2 9.00 14 31.6 14.17 14 50 30.2 2.25 9 16.3 2.32 9 14.4 4.46 9 11.9 6.86 9 14

VI. II. Aerob C. tropicalis ile yapılan biyobirikim çalışmaları Remazol Black B ile yapılan biyobirikim çalışmalarında, ph 4 de 5-15 mg l -1 sükroz içeren melaslı besiyerinde artan boya konsantrasyonlarında mayanın gelişme hızı ve spesifik boya giderimi Şekil 4 de gösterilmiştir. Denemeler sonucunda boya konsantrasyonu arttıkça spesifik boya gideriminin tüm sükroz konsantrasyonlarında arttığı, gelişme hızının ise azaldığı görülmüştür. Sabit boya konsantrasyonunda artan sükroz konsantrasyonlarının mayanın gelişme hızı ve spesifik boya giderimine etkisi ise Şekil 5 de gösterilmiştir. En yüksek değerler 10 mg l -1 sükroz konsantrasyonunda elde edilmiştir. 5 200 4 150 µ (day -1 ) 3 2 100 q m (mg g -1 ) 1 50 0 0 250 500 750 1000 1250 C o (mg l -1 ) 0 µ-s o :5 g l -1 µ-s o :10 g l -1 µ-s o :15 g l -1 q m -S o :5 g l -1 q m -S o :10 g l -1 q m -S o :15 g l -1 Şekil 4. C. tropicalis gelişme hızı ve spesifik boya giderimine başlangıç Remazol Black B konsantrasyonunun artan sükroz konsantrasyonlarındaki etkisi (T=25 o C, SR=150 rpm) 15

5 200 4 150 µ (day -1 ) 3 2 100 q m (mg g -1 ) 1 50 0 0 5 10 15 20 S o (g l -1 ) 0 µ-c o :0 mg l -1 µ-c o :300 mg l -1 µ-c o :500 mg l -1 µ-c o :750 mg l -1 µ-c o :1000 mg l -1 q m -C o :300 mg l -1 m-c o :1000 mg l -1 q m -C o :750 mg l -1 q m -C o :1000 mg l -1 Şekil 5. Sabit başlangıç Remazol Black B konsantrasyonunda C. tropicalis gelişme hızı ve spesifik boya giderimine artan sükroz konsantrasyonlarının etkisi (T=25 o C, SR=150 rpm) Mayanın artan Remazol Black B konsantrasyonunda maksimum ürettiği biyokütle (X m ), biriktirdiği boya (C acc,m ) ve alım yüzdesi Çizelge 5 de gösterilmiştir. Çizelgede artan boya konsantrasyonlarında biyobirikimin arttığı ancak alım yüzdesinin azaldığı, sükroz konsantrasyonu arttıkça biyomas miktarınında arttığı çalışma sonucunda belirlenmiştir. İnkübasyon süresi boyunca 400 mg l -1 ve 750 mg l -1 başlangıç Remazol Black B konsantrasyonunda maksimum biyokütle oluşumu ve boya birikimi Şekil 6 da verilmiştir. Süksoz konsantrasyonu arttıkça biyokütle be biyobirikimin arttığı ve yaklaşık 5 ila 10 günde bu artışın bir dengeye ulaştığı görülmüştür. 16

Çizelge 5 Farklı başlangıç Remazol Black B konsantrasyonlarında mayanın maksimum oluşturduğu biyokütle, biyobirikim ve alım yüzdelerinin artan sükroz konsantrasyonlarındaki karşılaştırılması. So Co Cacc,m Xm Uptake% (g l -1 ) (mg l -1 ) (mg l -1 ) (g l -1 ) (Kontrol) 0.0 0.0 4.00 0.0 316.0 206.0 3.68 65.2 432.0 225.5 3.62 52.2 534.0 238.5 3.64 44.7 5 672.5 251.1 3.52 37.3 758.8 269.6 3.55 35.5 904.2 289.8 3.64 32.1 1020.7 290.9 3.40 28.5 (Kontrol) 0.0 0.0 5.51 0.0 271.2 264.2 5.00 97.4 415.4 392.4 4.84 94.5 537.5 496.2 5.10 92.3 10 639.4 543.7 4.75 85.0 763.5 627.7 4.78 82.1 901.7 693.1 4.65 76.9 1095.5 770.3 4.60 70.3 (Kontrol) 0.0 0.0 8.50 0.0 195.7 191.9 7.80 98.1 307.1 300.3 7.65 97.8 432.8 421.1 8.20 97.3 15 549.4 533.7 8.00 97.1 744.8 706.4 7.91 94.8 845.0 790.5 8.11 93.5 943.8 852.6 7.80 90.3 17

800 600 C acc (mg l -1 ) 400 200 0 0 5 10 15 20 25 t (days) S o :5 g l -1 ; C o :432.0 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :415.4 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :432.8 mg l -1 S o :5 g l -1 ; C o :758.8 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :763.5 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :744.9 mg l -1 10 8 X (g l -1 ) 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 t(days) S o :5 g l -1 ; C o :0 mg l -1 S o :5 g l -1 ; C o :432.0 mg l -1 S o :5 g l-1 ; C o :758.8 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :0 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :415.4 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :763.5 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :0 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :432.8 mg S o :15 g l -1 ; C o :744.9 mg 18

Şekil 6. 400 ve 750 mg l-1 başlangıç Remazol Black B konsantrasyonunda artan sükroz konsantrasyonlarındaki inkübasyon süresi boyunca biyokütle oluşumu ve biyobirikim (T=25oC, SR=150 rpm). Maya ile yapılan çalışmalarda benzer sonuçlar Remazol Blue boyası için de elde edilmiştir. Bu sonuçlar Şekil 7, 8, 9 ve Çizelge 6 da verilmiştir. Bu çalışma ile ilgili detaylı bilgiler ekteki yayında bulunmaktadır. 19

20

5 200 4 150 µ (day -1 ) 3 2 100 q m (mg g -1 ) 1 50 0 0 250 500 750 1000 1250 C o (mg l -1 ) 0 µ-s o :5 g l -1 µ-s o :10 g l -1 µ-s o :15 g l -1 q m -S o :5 g l -1 q m -S o :10 g l -1 q m -S o :15 g l -1 Şekil 7. C. tropicalis gelişme hızı ve spesifik boya giderimine başlangıç Remazol Blue konsantrasyonunun artan sükroz konsantrasyonlarındaki etkisi (T=25 o C, SR=150 rpm) 21

5 200 4 150 µ (day -1 ) 3 2 100 q m (mg g -1 ) 1 50 0 0 5 10 15 20 µ-c o :0 mg l -1 S o (g l -1 ) 0 µ-c o :300 mg l -1 µ-c o :500 mg l -1 µ-c o :750 mg l -1 µ-c o :1000 mg l -1 q m -C o :1000 mg l -1 q m -C o :500 mg l -1 q m -C o :750 mg l -1 q m -C o :1000 mg l -1 Şekil 8. Sabit başlangıç Remazol Blue konsantrasyonunda C. tropicalis gelişme hızı ve spesifik boya giderimine artan sükroz konsantrasyonlarının etkisi (T=25 o C, SR=150 rpm) 22

800 600 C acc (mg l -1 ) 400 200 0 0 5 10 15 20 25 t (days) S o :5 g l -1 ; C o :397.9 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :390.5 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :407.5 mg l -1 S o :5 g l -1 ; C o :700.5 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :742.0 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :710.5 mg l -1 10 7.5 X (g l -1 ) 5 2.5 0 0 5 10 15 20 25 t (days) S o :5 g l -1 ; C o :0 mg l -1 S o :5 g l -1 ; C o :397.9 mg l -1 S o :5 g l -1 ; C o :700.5 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :0 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :390.5 mg l -1 S o :10 g l -1 ; C o :742.0 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :0 mg l -1 S o :15 g l -1 ; C o :407.5 mg S o :15 g l -1 ; C o :710.5 mg 23

Şekil 9. 400 ve 750 mg l -1 başlangıç Remazol Black B konsantrasyonunda artan sükroz konsantrasyonlarındaki inkübasyon süresi boyunca biyokütle oluşumu ve biyobirikim (T=25 o C, SR=150 rpm). Çizelge 6 Farklı başlangıç Remazol Black B konsantrasyonlarında mayanın maksimum oluşturduğu biyokütle, biyobirikim ve alım yüzdelerinin artan sükroz konsantrasyonlarındaki karşılaştırılması. So Co Cacc,m Xm Uptake % (g l-1) (mg l-1) (mg l-1) (g l-1) (Kontrol) 0.0 0.0 4.00 0.0 295.4 222.4 3.69 75.3 397.9 294.8 3.75 74.1 506.6 370.1 3.88 73.1 5 604.3 398.5 3.85 65.9 700.5 420.4 3.74 60.0 835.1 458.7 3.72 54.9 948.2 425.6 3.48 44.9 1078.2 418.6 3.42 38.8 (Kontrol) 0.0 0.0 5.51 0.0 237.8 233.8 4.94 98.3 390.5 382.7 5.10 98.0 489.2 475.2 4.92 97.1 10 628.3 585.2 4.93 93.1 742.0 673.2 4.99 90.7 828.0 708.6 4.84 85.6 24

898.1 738.7 4.72 82.3 990.3 744.7 4.56 75.2 (Kontrol) 0.0 0.0 8.50 0.0 197.3 190.9 7.89 98.6 293.7 288.0 7.78 98.1 407.5 398.6 8.10 97.8 15 592.5 576.2 7.77 97.2 710.5 686.3 8.03 96.6 820.9 787.5 8.22 95.9 902.8 856.5 8.05 94.9 1117.0 1008.7 7.80 90.3 VI. III. Anaerob karışık kültürlerle yapılan biyobirikim çalışmaları Tekstil atıklarından izole edilen karışık kültürlerle yapılan çalışmalarda denenen üç boya içinde optimum ph 8 olarak belirlenmiştir (Çizelge 7). Şekil 10, 11, 12 ve Çizelge 8 de artan boya konsantrasyonlarının kültürlerin biyobirikim kapasitelerine etkisi verilmiştir. Her boya için yapılan denemelerde boya konsantrasyonundaki artışın biyobirikim kapasitesini olumsuz yönde etkilediği belirlenmiştir. Artan sıcaklıkların etkisi Çizelge 9 de gösterilmiştir. Kültürler sıcaklık arttıkça daha iyi biyobirik yapmışlardır. Detaylı bilgiler ekteki yayında sunulmuştur. 25

Çizelge 7 Karışık kültürlerin 100 mg l -1 başlangıç boya konsantrasyonundaki boya giderimine başlangıç ph sının etkisi (T: 35 C) ph C 0 (mg l -1 ) C acc,m (mg l -1 ) Alım yüzdesi % Süre (saat) Remazol Blue 6 108.9 96.8 88.9 48 7 102.0 100.7 98.7 48 8 125.6 125.6 100 48 Reactive Black B 6 94.7 80.0 84.5 24 7 94.3 92.2 97.8 24 8 106.3 106.3 100 24 Reactive Red RB 6 96.7 96.7 100 30 7 99.6 99.6 100 30 8 96.2 96.2 100 30 26

120 decolorization % 100 80 60 40 20 125.6 mg l-1 206.3 mg l-1 462.5 mg l-1 593.8 mg l-1 1031.3 mg l-1 0 0 20 40 60 80 time (hrs) Şekil 10. Karışık kültürlerin artan Remazol Blue konsantrasyonlarındaki boya giderim yüzdeleri (T: 35 C; ph 8). 120 100 decolorization % 80 60 40 20 106.3 mg l-1 163.2 mg l-1 466.2 mg l-1 614.9 mg l-1 864.9 mg l-1 0 0 10 20 30 40 50 60 time (hrs) Şekil 11. Karışık kültürlerin artan Reactive Black B konsantrasyonlarındaki boya giderim yüzdeleri (T: 35 C; ph 8). 27

120 decolorization % 100 80 60 40 20 96.2 mg l-1 194.7 mg l-1 383.0 mg l-1 634.0 mg l-1 953.2 mg l-1 0 0 10 20 30 40 50 60 time (hrs) Şekil 12. Karışık kültürlerin artan Reactive Red RB konsantrasyonlarındaki boya giderim yüzdeleri (T: 35 C; ph 8). 28

Çizelge 8 Artan boya konsantrasyonlarında boya alım yüzdesi ve gelişme hızlarının karşılaştırılması (T: 35 C; ph 8) C 0 (mg l -1 ) C acc,m (mg l -1 ) Alım yüzdesi % µ (saat -1 ) Süre (saat) Remazol Blue 125.6 125.6 100 0.12 36 206.3 196.4 95.2 0.12 36 462.5 406.1 87.8 0.10 36 593.8 490.5 82.6 0.09 36 1031.3 706.4 68.5 0.07 36 Reactive Black B 106.3 106.3 100 0.16 30 163.2 147.7 90.5 0.17 30 466.2 452.7 97.1 0.11 30 614.9 595.8 96.9 0.10 30 864.9 805.2 93.1 0.10 30 Reactive Red RB 96.2 96.2 100 0.23 24 197.4 186.3 94.4 0.23 24 383.0 348.1 90.9 0.16 24 634.0 587.1 92.6 0.15 24 953.2 904.6 94.9 0.11 24 29

Çizelge 9 Karışık kültürlerin boya giderim kapasitelerine sıcaklığın etkisi (ph 8) Boya Sıcaklık C acc,m (mg l -1 ) Alım yüzdesi % C 0 (mg l -1 ) R. Blue ( C) 24 hrs 48 hrs 24 hrs 48 hrs 25 49.5 89.6 43.7 79.1 113.3 35 80.9 86.9 71.4 76.7 R. Black B 25 94.6 161.4 55.9 95.4 169.2 35 150.9 165.3 89.2 97.7 R. Red RB 25 56.7 126.1 42.1 93.6 134.7 35 127.6 129.7 94.7 96.3 30

V. Sonuç ve Öneriler Tekstil, kağıt yapımı, kozmetik, gıda ve diğer pek çok endüstriyel alanda sentetik boyalar yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu endüstrilerin atıkları, sentetik boyaları içerdikleri için oldukça renklidir. Boyalı suların doğadaki akarsulara karışması ışık geçirgenliğini azaltarak fotosentetik aktivitenin düşmesine yol açmaktadır. Bunun yanında bu tür atıksuların içerdiği, metaller, klor bileşikleri gibi toksik maddeler de sulardaki canlılara ve çevreye zarar vermektedir (Nigam vd., 1996). Endüstriyel atıksularda bulunan sentetik boyalar klasik atıksu arıtma işlemlerine dirençli oldukları için arıtma tesislerinde önemli problemlere yol açmaktadır (Darren vd., 1996). Boyar madde içeren atıksuların arıtımında adsorbsiyon, koagülasyon, flokülasyon, oksidasyon, filtrasyon ve elektrokimyasal yollar gibi fiziksel ve kimyasal metotlar kullanılmaktadır. Oldukça pahalı ve çevrede ikinci bir kirlilik oluşturan bu yöntemlerin uygulanmasında pek çok problemlerle karşılaşılmaktadır. Örneğin bu yollardan en etkili boya giderici olarak görünen adsorbsiyon, pahalı adsorbent maddelerle boyanın sadece sıvıdan katı faza geçirilmesini sağlamakta, parçalanmasını sağlayamamaktadır (Lin ve Peng, 1994, 1996, Lambert vd., 1997, Kaptan vd., 2000a). Tekstil ve diğer endüstrilerin boya içeren atıksularının arıtımı için fiziksel ve kimyasal arıtım metotlarından daha düşük maliyetli ve çevreci bir çözüm olarak biyolojik arıtım kullanılmaktadır. Boya giderimi için ilave kimyasal maddelere gereksinim duyulmayan biyolojik arıtımda boya, atıksudan uzaklaştırılıp parçalanarak zararsız hale dönüştürülmektedir (Nigam 1996, Willetts vd., 2000). Boya maddelerinin kompleks kimyasal yapısı onların biyolojik olarak parçalanmasını zorlaştırmaktadır. Canlı mikroorganizmalar tarafından boya maddeleri başlıca iki şekilde atıksulardan uzaklaştırmaktadır. 1. Parçalama 2. Hücrelerinde biriktirme Bu işlemler hem aerobik hem de anaerobik mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilmektedir. 31

Boya maddeleri aerob ve anaerob mikroorganizmaların ürettikleri çeşitli enzimlerle, karbondioksite kadar parçalanmaktadır. Bu olay aerobik mikroorganizmalar olan funguslar (filamentli) tarafından özellikle beyaz çürükçül fungus türleri tarafından gerçekleştirilmektedir (Kirk vd., 1978, Glenn ve Gold, 1983, Knapp ve Newby, 1999, Swamy ve Ramsay, 1999, Moreira vd., 2000). Ancak fungusların, özel besin ve özel gelişme koşullarına olan gereksinimleri nedeniyle aktif çamurda geliştirilmeleri zordur (Kapdan vd., 2000b). Anaerobik mikroorganizmalar da boya maddelerini parçalayabilmektedir. Bu sistemler aerobik sistemlerle karşılaştırıldığı zaman, havalandırma sistemlerine gerek duymadıkları ve metan gazı ürettikleri için avantajlıdır. Bunun yanında anaerobik bakteriler boya maddelerini funguslara oranla daha çabuk parçalamaktadır (Nigam vd., 1996, Razo-Flores vd., 1997, Kaptan vd., 2000b, Lourenço vd., 2001). Atıksulardaki boya maddeleri çeşitli aerobik mikroorganizmalar tarafından hücre yüzeylerinde tutularak hücreleri içine alıp depolamaktadır. Bu şekilde atıksuda seyreltik haldeki boya maddeleri mikroorganizmalarca tutulup yoğun bir şekilde bu tür atıksulardan geri elde edilmektedir. Biyoadsorpsiyon yada biyobirikim olarak adlandırılan bu olay, filamentli funguslardan Aspergillus foetidus ve Candida tropicalis (maya) türünde gösterilmiştir (Sumathi ve Manju, 2000, Dönmez, 2002). Ölü mikrobiyel hücrelerle de (biyosorpsiyon) atık sulardan boya giderimi yapılmaktadır. Bu konuda yapılan bir çalışmada bazı maya türlerinin yüksek kapasite ile boya maddelerini atıksulardan uzaklaştırdıkları belirlenmiştir (Aksu ve Dönmez, 2002) Proje çalışması sonucunda tekstil atıklarının biyolojik arıtımında kullanılabilecek kapasitede fotosentetik, aerob ve anaerob mikrobiyel kültürler elde edilmiştir. Bundan sonra yapılacak çalışmalarda bu kültürlerin ülkemizdeki arıtım tesislerinde kullanımlarıyla ilgili çalışmalara başlanacaktır. VI. Kaynaklar Aksu, Z. And Dönmez, D. (2002) A comparative study on the biosoption characteristics of some yeasts for Remazol Blue Reactive dye Chemospher. (in press) 32

Becker, E.W. 1994. Measurement of algal growth.dry-weight esti. Cambridge University, 57-58, USA. Darren, A., Oxspring, G.M., Smyth, W.F., ve Marchant, R. (1996) Decolorization and Metabolism of the Reactive Textile Dye, Remazol Black B, by an Immobilized Microbial Consortium. Biotechnology Letters. 18: 527-530. Dönmez, G. (2002) Bioaccumulation of Reactive Textile Dyes by Candida tropicalis Growing in Molasses Medium Enzyme and Microbial Technology. 30: 363-366. Glenn, J.K., Gold, M.H. (1983) Decolorization of Several Polymeric Dyes by the Lignin-Degrading Basidiomycete Phanerochaete chrysosporium. Appl Environ Microbiol. 45:1741 1747. Kaptan, I.K., Kargi, F., Mullan, G.M., ve Marchant, R. (2000a) Biological Decolorization of Textile Dyestuffs by Coriolus versicolor in a Packed Column Reactor. Environmental Technology. 21: 231-236. Kaptan, I.K., Kargi, F., Mullan, G.M., ve Marchant, R. (2000b) Decolorization of Textile Dyestuffs by a Mixed Bacterial Consortium Biotechnology Letters. 22:1179-1181. Kirk, T.K, Schultz, E., Connors, W.J., Lorenz, L.F., Zeikus, J.G. (1978) Influence of Culture Parameters of Lignin Metabolism by Phanerochaete chryso-sporium. Arch Microbiol. 117:177-185. Knapp, J.S., Newby, P.S. (1999) The Decolourization of a Chemical Industry Effluent by White Rot Fungi. Water Res. 33:575 577. Lambert, S.D., Graham, N.J.D., Sollar, C.J., Fowle G.D. (1997) Evaluation of Inorganic Adsorbents for the Removal of Problematic Textile Dyes and Pesticides Water Sci Technol. 36: 173-180. Lourenço, N. D., Novais J. M., Pinheiro, H. M. (2001) Effect of Some Operational Parameters on Textile Dye Biodegradation in a Sequential Batch Reactor Journal of Biotechnology. 89: 163-174 Lin, S.H., Peng, F.C. (1994) Treatment of Textile Wastewater by Electrochemical 33

Methods Water Res. 2:277-282. Lin, S.H., Peng, F.C. (1996) Continuous Treatment of Textile Wastewater by Combined Coagulation, Electrochemical Oxidation and Activated Sludge Water Res. 30:587-592 Moreira, M.T., Mielgo, I., Feijoo, G. Ve Lema, J.M. (2000) Evaluation of Different Fungal Strains in the Decolourisation of Synthetic Dyes Biotechnology Letters. 22: 1499-1503. Nigam, P., Mullan, G.M., Banat, İ.M., ve Marchant, R. (1996) Decolorization of Effluent from the Textile Industry by a Microbial Consortium Biotechnology Letters. 18:117-120. Razo-Flores, E., Luijten, M., Donlon, B., Lettinga, G., Field, J. (1997) Biodegredation of Selected Azo Dyes Under Methanogenic Conditions. Water Sci Technol 36:65 72. Sumathi, S., Manju, B.S. (2000) Uptake of Reactive Textile Dyes by Aspergillus foetidus Enzyme and Microbial Technology. 27:347-355. Swamy, J., Ramsay, J.A. (1999) Effects of Glucose and NH 4 Concentrations on Sequential Dye Decoloration by Trametes versicolor. Enzyme Microb Technol. 25:278 284. Willetts, J.R.M., Ashbolt, N.J., Moosbrugger, R.E., ve Aslam, M.R. (2000) The Use of Thermophilic Anaerobic System for Pretreatment of Textile Dye Wastewater Water Science and Technology. 42:309-316. VII. Ekler a) Mali Bilanço ve Açıklamaları Proje 19 milyar TL ödenekle desteklenmiştir. Gerekli sarf malzemeleri ile techizat alımları proje süresi içinde tamamlanmıştır. b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar (BAP Demirbaş numaraları dahil ) 34

Proje kapsamında alınan Çalkalamalı İnkübatör (BAP Demirbaş No: ) ve ph metre (BAP Demirbaş No: ) devam eden çalışmalarımızda bakteri üretimi ve besiyeri hazırlanmasında kullanılmaktadır. d) Sunumlar (bildiriler ve teknik raporlar) Sadettin S. and Dönmez, G. 2005. Bioaccumulation of reactive dyes by thermophilic cyanobacteria. European Congres of Biotechnology (ECB) 12. 22-26 August Copenhagen, Denmark. e) Yayınlar (hakemli bilimsel dergiler) ve tezler Aksu, Z. and Dönmez, G. 2005. Combined effects of molasses sucrose and reactive dye on the growth and dye bioaccumulation properties of Candida tropicalis. Process Biochemistry, 40(7): 2443-2454. Sadettin, S. and Dönmez, G. 2006. Bioaccumulation of reactive dyes by thermophilic cyanobacteria. Process Biochemistry, 41:836-841. Çetin, D. and Dönmez, G. 2006. Decolorization of reactive dyes by mixed cultures isolated from textile effluent under anaerobic conditions. Enzyme and Microbial Technology, in press. 35